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1、程控交换技术和VOIP 内容安排 程控交换原理VOIP voiceonIP 基本技术 程控交换原理 电话通信网络构成 专用电话网络 PBX 接入网络 电话终端 公用电话交换网络 CO交换机 电话的组成 通话设备 包括送话器 受话器以及必要的接口电路 主要功能 完成声电转换和电声转换 信令设备 包括发号的号盘和接收呼叫指示的振铃设置 主要功能 完成信令的发送和接收 转换设备 如叉簧 主要功能 在通话设备与振铃设备之间转换 接通或断开用户直流环路 电话的种类 按照发出信号的方式 分脉冲电话机和双音多频 DTMF 电话机 DTMF话机号盘频率编码图 交换机 PBX 的基本组成 交换网络 中继器 信令
2、设备 中继器 用户电路 用户电路 控制系统 交换机的基本组成 用户电路 用户电路是交换机与用户话机的接口 中继器 中继器是交换机与交换机之间的接口 交换网络 交换网络用来完成任意两个用户之间 任意一个用户与任意一个中继器之间 任意两个中继器之间的连接 信令设备 用来接收和发送信令信息 控制系统 控制系统是交换机的指挥中心 接收各个话路设备发来的状态信息 确定各个设备应执行的动作 向各个设备发送驱动命令 协调各设备共同完成呼叫处理和维护管理任务 PBX PrivateBranchExchange 结构 PSTN或PBX PSTN或PBX SwitchingMatrix CommonControl
3、 AnalogueLineCard DigitalLineCard DataLineCard ISDNBRILineCard AnalogueTrunkCard DigitalTrunkCard ISDNPRITrunkCard UserInterface AnalogueTrunks DigitalTrunks E MTrunkCard PSTN PBX 模拟电话 数字电话 数字终端 ISDN终端 C4三级 本地网 交换中心 C1国际交换中心 C2一级交换中心 C3二级交换中心 C5端局 用户终端 基干路由 迂回路由 直达路由 A 本地网 中心汇接局 长途网 中国电话通信网络逻辑结构 跨区或
4、跨局直达路由 Q SIG 七号信令1号信令 B 北京 纽约 PBX 呼叫处理的基本过程 1 用户呼出阶段 2 数字接收及分析阶段 3 通话建立阶段 4 通话阶段 5 呼叫释放阶段 中继方式是指各类各级交换局间或各类用户交换设备间的联接关系及联接方式 电话通信网的中继方式 数字中继 如ISDNPRI BRI E1 T1 IP中继 模拟中继 如CO中继 分环路启动 中国 地启动 几种常用的接口 数字中继接口E1 电气特性 1 时隙数 每帧 322 负载阻抗 120欧平衡 75欧不平衡3 传输码型 HDB34 衰减范围 6dB 可支持的信令标准 7号信令ISDNPRI各种信令中国1号信令R2信令DT
5、MF信令 B B B B D 公网和专网中继 B D 终端和中继 BasicRateInterface 2B D144Kbps PrimaryRateInterface 30B D2 048Mbps PRI BRI ISDNPRI BRI接口 信令的基本概念 信令系统是通信网的重要组成部分 设备之间相互传送有关的控制信息 以说明各自的运行情况 提出对相关设备的接续要求 从而使各设备协调运行 这些控制信息就是信令 信令的分类 按信令信道与话音信道的关系分 随路信令 中国1号信令 和公共信道信令 NO 7 随路信令又分 按功能分 线路信令和记发器信令 按传送方向分 前向信令和后向信令 用户话机发出
6、的信令 监视信令 反映用户话机的摘 挂机状态 选择信令 用户话机向交换机送出的被叫号码 交换机发出的信令 铃流 交换机发送给被叫用户的信号 可提醒用户有呼叫到达 信号音 是交换机发送给用户的信号 用来说明有关的接续状态 如忙音 拨号音 回铃音等 用户电话接续时的信令传送图 用户线 用户线 市话发端分局 市话收端分局 局间中继线 摘机 拨号音 拨号 占用 占用证实 数字 被叫号码 证实 回铃音 振铃 应答 通话 摘机 挂机 挂机 反向拆线 正向拆线 拆线证实 主叫 被叫 交换机系统的功能 缩位拔号 AbbreviateDialing 提供存贮号码表 使终端用户可用较少的按键次数来打常用或紧急电话
7、 一个可选的增强型系统缩位拔号表可提供另外1 000个缩位拔号号码 受控接续 AdministeredConnections 预先的永久性的在两个接入点 数据端点间自动建立端到端连接 与硬件设备无关的管理 AWOH AdministrationWithoutHardware 提供在端口位置不确定的情况下进行分机管理的能力 AWOH主要用于系统初始化 大量增加用户和重组 因为它能在指定确切端口前进行用户资料输入 端口指定可稍后再进行 交换机系统的功能 字母拔号 AlphanumericDialing 增强数据终端拔号能力 允许数据终端用户在打数据电话时输入字母而不必拔一连串数字号码 话务员接发选
8、择分机 AttendantDirectExtensionSelectionWithBusyLampField 允许话务员按两个键来选择分机号码 而不必拔号 忙灯区批示每个分机的忙 闲状态 话务员插入 提供呼叫 AttendantIntrusion CallOffer 允许话务员插入正在通话的一个数字话机或模拟话机 为其建立一个新呼叫或提供消息 交换机系统的功能 授权密码 AuthorizationCodes 允许话音终端用户提高话音终端的设备限制级别 FRL 以接入限制级别之外的服务 自动回呼 AutomaticCallback 话音终端用户呼叫一个分机遇忙挂机后 交换机会在被叫分机空闲时自动
9、接能呼叫 呼叫涵盖 CallCoverage 向可能不被应答的呼叫提供迂回应答点 交换机系统的功能 呼叫前转 遇忙 无应答 CallForwarding Busy Don tAnswer 当被叫分机号码占线或在规定的振铃次数后无应答时 呼叫可转到一个预先选定的内部分机 话务员 指定的话务员或公网的一个话音终端 呼叫驻留 CallPark 将呼叫保留并转到应答信道 使该呼叫能在交换机的任何其它话音终端上应答 呼叫代答 CallPickup 在规定的呼叫代答组内的任何人均可在自己的话音终端上应答在组内其它分机上振铃的呼叫 交换机系统的功能 直接拔入 DID DirectInwardDialing
10、允许来自公用网的呼叫不经过话务台直接接到所拔分机上 免打扰 DoNotDisturb 允许终端用户 话务员 授权的前台话音终端用户请求除优先呼叫以外的所有呼叫在某一规定时间前不能终接于一特定的分机 保留 Hold 允许话音终端用户暂时断开一个呼叫去接听其它来话或处理其它事情 然后再接回到原呼叫 热线服务 HotLineService 摘机后自动拔叫预定的分机号码 软交换技术和IMS NGN 软交换技术 软交换基本思想软交换的主要设计思想是控制与承载和业务分离 各实体之间通过标准的协议进行连接和通信 以便在网上更加灵活地提供业务 软交换是一个基于软件的分布式交换 控制平台 它将呼叫控制功能从网关
11、中分离出来 开放业务 控制 接入和交换间的协议 软交换原理示意图 软交换体系结构 软交换主要功能群 设备 IP电话网关可以分解为三部分 媒体网关 MG 媒体网关控制器 MGC 信令网关 SG 其中 媒体网关负责媒体变换以及PSTN和IP两侧通路的连接 信令网关负责信令转换 媒体网关控制器负责根据接收到的信令控制媒体网关连接的建立和释放 媒体网关接入系统具有不同媒体的转换与适配功能 它可以连接各种媒体网关 如PSTN ISDN IP中继媒体网关 ATM媒体网关 用户媒体网关 无线媒体网关 数据媒体网关等 完成H 248协议功能 同时还可以直接与H 323终端和SIP客户端终端进行连接 提供相应业
12、务 媒体网关控制器功媒体网关控制器的主要功能有呼叫控制功能 业务提供功能 业务交换功能 协议功能 互通功能 资源管理功能 计费功能 认证与授权功能 地址解析功能 语音处理控制功能 各种终端的控制和管理功能以及7号信令功能等 软交换呼叫过程 MGC是信令消息的源点和终点 它通过多种协议控制整个网络 监视各种资源并控制所有连接 也负责用户认证和网络安全 控制媒体网关和信令网关 同时进行对应的信令转换 以与不同的网络互通 H 248 MegacoMGC对网关进行控制的信令 主叫 被叫通过系统将主叫方和被叫方的IP网内传输层地址 其中包括IP地址和UDP端口 互相交换 而不需要任何电路交换单元来建立端
13、到端的连接 同时 用户话音流由下层承载网 IP网 来实现 而IP网络是基于包交换的非连接网络 并支持端到端的透明访问 可以基于统一 开放的接口提供更多业务软交换技术分离了业务实现功能 采用了开放式应用程序接口 API 灵活引入新业务 软交换将有助于传统PSTN网络与IP网络的融合 并可向下一代网络顺利演进 IMS多媒体承载与业务系统 IMS IP多媒体子系统 最初是3GPP组织制定的3G网络核心技术标准 目前已被ITU T和ETSI 欧洲电信标准化委员会 认可 纳入NGN 核心标准框架 并被认为是实现未来FMC的重要技术基础 3GPP在R5中提出IP多媒体架构 在R6和R7中进一步完善 目前正
14、制定R8R5提出了全IP的网络架构 3G接入能力 功能实体 信令流程的规定 并对鉴权 计费 安全 QoS等进行了基本定义 采用SIP协议进行控制 实现移动性管理 多媒体会话信令和载体业务传输 实现端到端的IP业务 R6对IMS接口和功能更加细化 定义了WLAN接入的能力 IMS和外部网络之间的互通 QOS IMS支持各种业务的能力等方面 R7版本在2007年冻结 主要增加了固网接入功能 为移动网和固网的融合奠定了基础 3GPP IMS分层架构 IMS体系结构 IMS网络架构包括 呼叫会话控制功能 CSCF 归属用户服务器 HSS 媒体网关控制功能 MGCF 信令网关 SGW 以及 多媒体资源功
15、能控制器 MRFC 多媒体资源功能处理器 MRFP 签约定位器功能 SLF 策略决策功能 PDF IP多媒体 媒体网关功能 IM MGW 中断网关控制功能 BGCF 应用服务器 AS IP多媒体业务交换功能 IM SSF 业务能力服务器 OSA SCS 计费功能实体等 3GPP IMS通话过程 呼叫会话控制功能CSCF CSCF是整个IMS网络的核心 主要负责处理多媒体呼叫会话过程中的信令控制 它管理IMS网络的用户鉴权 IMS承载面QoS 与其它网络实体配合进行SIP会话的控制 以及业务协商和资源分配等 主要由P CSCF I CSCF S CSCF3个功能实体组成 P CSCF SIPPr
16、oxy 用户设备 UE 和IMS子系统的第一个连接点 主要实现代理服务器的功能 同时也可以实现用户代理 UA 的功能 P CSCF根据主叫 被叫SIPURI查询相应的归属域 完成用户的注册和呼叫连接 负责与接入网络无关的用户鉴权与IPSec管理 I CSCF IMS域的互通关口局 其功能主要有 负责向HSS查询归属用户信息 将移动终端注册消息和呼叫正确寻路至S CSCF 管理S CSCF并为用户分配相应的S CSCF来处理用户的登记请求 隐藏网络的拓扑 容量 配置 产生相关计费数据 S CSCF 具有SIP登记员和SIP代理服务器的功能 是整个IMS系统的控制核心 其主要功能有 用户管理 业务交换与业务控制 SIP消息处理 计费等 基于IMS的NGN融合网络模型 IMS全业务网络分成了四个部分 IMS核心控制部分 应用层 接入层以及传统TDM R4网络互通层面 IMS核心控制部分包含CSCF HSS PDF等部件 提供用户的统一认证 呼叫的控制 策略管理 漫游和计费等功能 IMS网络选择SIP协议作为呼叫控制协议 认证机制采用移动网络常用的AKA挑战应答认证机制 数据库的查询采用在RA
